CN104750905B - 用于设计三维建模对象的计算机实现的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括以下步骤：‑在三维场景中提供所述三维建模对象；‑显示用于定义当前工作平面的平面形状的图形工具(PSGT)；‑利用指向元件(PE)指向并激活所述平面形状的图形工具(PSGT)；‑在不释放所述指向元件(PE)的情况下，使所述三维建模对象的一部分悬停；‑在释放所述指向元件(PE)时，选择所述三维建模对象的所述一部分；‑在所述指向元件的当前位置从所选择的对象提取工作平面，并将所述平面定义成由所述平面形状的图形工具(PSGT)表示的当前工作平面；以及‑在所述当前工作平面中执行设计操作。

Description

用于设计三维建模对象的计算机实现的方法
本发明涉及计算机程序和系统领域，并且更具体地，涉及用于在三维(3D)场景中设计3D建模对象的计算机及实现的方法的领域。
本发明可以属于使用平面来设计3D对象建模(勾画草图、建模、检查、CAD……)的任何技术领域。具体地，可以使用本发明的产品属于勾画草图领域，例如达索系统提供的商标为Natural Sketch的软件。可以在(三维场景中的对象的)操纵和选择能够共存的任意基于三维的CAD软件中使用本发明。
在许多电子设备和系统中普遍使用触摸屏来显示文本和/或建模对象。它们也被称为触摸屏、触摸屏幕或触敏显示器。用户能够通过包括用户界面对象的用户界面与触摸屏进行交互。触摸屏设备检测触摸屏上的接触并对其进行响应。因此，用户能够通过利用一个手指、若干个手指(多触摸手势)或者笔在与用户想要交互的用户界面对象相对应的位置处接触触摸屏来激活一功能、触发一过程或操纵建模对象。用户界面对象可以是软键、菜单或图形。手势可以是被定义成用于触发一功能的一系列用户交互。
在Natural Sketch中，用户需要定义支持平面，也被称为工作平面或绘制平面，即，在其上执行草图勾画的平面。因此，提供快速的方法来选择现有平面或定义新平面是必需的。在产品Natural Sketch中，这是用于选择并操纵工作平面的特定命令的目的。
在桌面上，在该命令中，存在平面操纵器，用户可以移动该平面操纵器来根据当前平面定义新的平面。在左击对象的情况下，用户可以通过拾取(pick)或通过轻挪(stroke)来选择对象，以便获取其平面。通过使用鼠标的中间按钮和左/右按钮的组合，人们可以在三维场景中导航(默认的CATIA导航)。可以通过利用屏幕上的“指向元件”绘制连续的曲线来执行通过轻挪进行的选择，这可以是可见的或者不可见的。在屏幕上被轻挪贯穿的所有可选对象都被自动地选择。
存在三种不同种类的行为被映射到三种不同的用户动作上。我们依赖于鼠标编辑器或按钮(左/中/右击)来区分这些动作。
在仅触摸的设备(如平板或智能电话)(其中不存在按钮编辑器)上，当前并不存在同时地在三维环境中导航、操纵和选择对象的应用。
在经典的桌面环境中，为了继续，每件东西都使用鼠标工作：
-中间点击+左/右点击的组合进行导航；
-左击平面操纵器来移动平面；
-左击平面操纵器外部的对象来选择该对象并获取其平面。
在最新水平的解决方案中，在可能非常相似的手势之间存在冲突，一方面这些手势用于操纵场景的视点，而另一方面用于从所选对象选择工作平面。
将每个行为(导航/操纵/选择)映射到不同的用户动作是可能的。这些动作足够简单，以便提供非常直观的和富有成效的工作流程。
然而，在平板设备上，不存在鼠标(仅仅存在触摸)这一事实意味着影响这种工作流程的多种限制：
-没有鼠标越过(移动鼠标而不点击)，因此用户不能预先强调选择；以及
-没有按钮，因此用户不能具有基于哪个按钮被点击的不同的行为。因此，用户不能同时具有曲线选择和3D导航两者(利用桌面上的中间点击编辑器实现)。
在选择命令中，导航是必需的，以便能够快速地定义新的绘制平面。因此，其必须是用户不操纵平面操纵器时的缺省动作。本发明通过允许用户选择现有曲线而不使用选择操纵器来解决前述缺点。
本发明的目的是解决这些冲突。本发明应当允许用户尽可能早地和直观地导航/操纵以及选择对象，尤其是在仅仅触摸的设备上。
本发明的目标是提供一种克服上述问题的计算机实现的方法和系统。
根据本发明的一个方面，提出了一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-在三维场景中提供所述三维建模对象；
-显示定义当前工作平面的平面形状的图形工具；
-利用指向元件来指向并激活所述平面形状的图形工具；
-在不释放所述指向元件的情况下，使所述三维建模对象的一部分悬停；
-在释放所述指向元件时，选择所述三维建模对象的所述一部分；
-在所述指向元件的当前位置从所选择的对象提取工作平面，并将所述平面定义成由所述平面形状的图形工具表示的所述当前工作平面；以及
-在所述当前工作平面中执行设计操作。
这样的方法允许将每个行为(导航/操纵/选择)映射到不同的用户动作。这些动作足够简单，以便提供非常直观的并且富有效率的工作流程。
因此，在不使用选择操纵器的情况下选择现有曲线以及尽可能早地以及直观地更精确地导航/操纵和选择对象是可能的。
根据实施例，平面形状的图形工具在被激活时转换成具有不同表示的选择图形工具，直到所述指向元件释放为止。
因此，所述平面形状的图形工具的激活使得其变换成选择图形工具，并允许用户容易地并自动地选择所述三维建模对象的一部分，并从所选择的对象提取工作平面。所述激活可以利用长久保持在触摸屏上或按压以及压制鼠标按钮来进行。
表示的改变允许用户容易地知道所述图形工具是否是选择图形工具。
根据实施例，所述选择图形工具是部分透明的。
根据实施例，在所述指向元件的当前位置从所选择的对象提取工作平面，并将所述平面定义成由所述平面形状的图形工具表示的当前工作平面的步骤使用在所述指向元件的所述当前位置处与所述对象垂直的平面。
根据本发明的另一方面，提供了一种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执行指令使得计算机系统执行上面所述的用于设计三维建模对象的方法。
根据本发明的另一方面，还提供了一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括用于使得系统进行上面所述的用于设计三维建模对象的方法的步骤的代码模块。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于设计三维建模对象的装置，包括用于实现上面所述的用于设计三维建模对象的方法的步骤的模块。
通过研究以非限制性的例子描述并由附图示出的一些实施例，本发明将更好地被理解，在附图中：
图1到11示出了根据本发明的方面的方法；
图12示出了可以实现本发明的计算机网络或类似的数字处理环境；以及
图13示出了计算机的内部结构图。
以下附图更详细地解释了本发明的运作。
在本说明书中，三维建模对象是例如具有表示的基于数据在3D中表示的对象，用于在3D场景中在任何角度显示对象。
三维建模对象与利用CAD解决方案完成其虚拟设计之后将要制造的真实世界中的物理产品有关。这种物理产品可以是诸如机械产品之类的工业产品，例如机械部件但并不限于此。CAD解决方案允许对各种以及无限的工业领域中的产品进行设计：航空、农业、建筑、消费商品、高科技设备、工业器件、交通、航海、海上或交通。
以下附图表示本发明的方法的非限制性例子。
在本申请中，所示出的指向元件是触摸屏上的手指，但是其也可以是任何其它指向元件，例如鼠标或笔。
图1示出了正在设计的3D建模对象。该3D建模对象包括简单的建模对象，例如第一曲线C1和第二曲线C2，用以清楚地示出根据本发明的方面的方法。当然，本方法应用于更复杂的3D对象。
图2示出了利用启动选择命令来启动平面操纵器或平面形状的图形工具PSGT，其定义当前工作平面或绘制平面。在本例子上，平面形状的图形工具PSGT是矩形的。
图3示出了由于平面形状的图形工具PSGT而修改绘制平面。在本例子上，通过利用指向元件PE执行的拖拽和释放平面形状的图形工具PSGT的边缘的操作，使用平面形状的图形工具PSGT的边缘来旋转绘制平面。
在图4上示出了由于平面形状的图形工具PSGT而修改绘制平面。在本例子上，利用平面形状的图形工具表面PSGT上的单次触摸来平移绘制平面。
在图5上，用户想要使用第二曲线C2的平面，因此他开始长久保持在平面形状的图形工具PSGT上。长久保持可以被描述成指向元件PE接触与平面形状的图形工具PSGT相关联的激活区域内，维持而不释放，持续等于或超过阈值时间限制的时间段。
因此，如图6上所示出的，当执行这样的长久保持时，平面形状的图形工具PSGT变换成选择图形工具SGT，在本例中，其由更小的矩形来表示。例如，选择图形工具SGT可以是部分透明的。
在图7上，在不释放指向元件PE的情况下，用户四处移动选择图形工具SGT，并且例如，预加亮或颜色改变或任何其它可视指示可以指示哪个曲线被选择，在本例中是曲线C2。
因此，当释放指向元件PE时，如图8上所表示的，获取到了C2曲线的平面，并且相应地定位平面形状的图形工具PSGT。可以使用在指向元件的当前位置与对象垂直的平面来进行在指向元件的当前位置提取对象的工作平面以及将所述平面定义成由平面形状的图形工具(PSGT)表示的当前工作平面。
可替换地，提取对象上的平面属性是可能的。
随后，如图9上所示出的，用户可以通过在操纵器外部进行操纵来在三维场景中导航。这里，用户使用指向元件(在该情况下是用户的手指)来旋转视点。
如图10上所示出的，例如，使用多触摸屏上的利用与两个指向元件PE相对应的两个手指进行的捏手势可以进行放大或缩小。
在图11上表示的是根据本发明的方面的方法的实施例。
在步骤101中，用户开始在三维场景中操纵三维建模对象。
执行测试102，来检验用户是否开始利用指向元件PE在平面形状的图形工具PSGT上进行保持手势。
如果测试102是肯定的，那么使用以下操纵103来进行选择，并且执行测试104以测试是否已经选择了对象。
如果测试104是肯定的，那么在释放指向元件PE时，对象的一部分被选择105，并且随后从对象的所选部分中提取工作平面。
随后，当提取106结束时，操纵结束108，就像步骤104是否定的一样。
如果测试102是否定的，那么操纵正常地发生107和结束108。
图12示出了可以实现本发明的计算机网络或类似数字处理环境。
客户端计算机/设备CL和服务器计算机/SV提供处理、存储和输入/输出设备，执行应用程序等。客户端计算机/设备CL还可以通过通信网络CNET链接到其它计算设备，包括其它客户端设备/进程CL和服务器计算机SV。通信网络70可以是当前使用相应协议(TCP/IP、蓝牙等)与彼此通信的远程接入网、全球网(例如因特网)、世界范围内的计算机集合、局域或广域网和网关的一部分。其它电子设备/计算机网络架构是合适的。
图13是图12中的计算机系统中的计算机(例如客户端处理器/设备CL或服务器计算机SV)的内部结构的图。每个计算机CL、SV包含系统总线SB，其中，总线是用于在计算机或处理系统的组件当中进行数据传输的一组硬件线路。总线SB本质上是连接计算机系统的不同元件(例如处理器、磁盘存储、存储器、输入/输出端口、网络端口等……)的共享导体，其使得能够在元件之间传输信息。
附接到系统总线SB的是I/O设备接口DI，用于将各种输入和输出设备(例如键盘、鼠标、显示器、打印机、扬声器等)连接到计算机CL、SV。网络接口NI允许计算机连接到各种附接到网络(例如图12的网络CNET)的其它设备。
存储器MEM为用于实现本发明实施例的计算机软件指令SI和数据CPP提供易失性存储(例如第一路径构造器PB、用于计算第二路径的模块CM、实现图1到图11中讨论的方法的更新器UD以及上面详述的支持代码)。
磁盘存储DS为用于实现本发明实施例的计算机软件指令SI和数据DAT提供非易失性存储。中央处理器单元CPU也附接到系统总线SB，并用于执行计算机指令。
在一个实施例中，处理器例程SI和数据DAT是计算机程序产品(通常称为CPP)，包括计算机可读介质(例如可移动存储介质，例如一个或多个DVD-ROM、CD-ROM、磁盒、磁带等)，其提供发明的系统的软件指令的至少一部分。计算机程序产品CPP可以由任何适当的软件安装程序安装，这在本领域是公知的。
在另一实施例中，还可以通过电缆、通信和/或无线连接来下载软件指令的至少一部分。在其它实施例中，发明的程序是计算机程序传播信号产品SP，其实现在传播介质(例如，无线电波、红外波、激光波、声波或通过全球网(例如因特网)或其它网络传播的电波)上的传播信号上。这样的载波介质或信号提供本发明例程/程序CPP的软件指令的至少一部分。
在可替换实施例中，传播信号是承载在传播介质上的模拟载波或数字信号。例如，传播信号可以是通过全球网(例如因特网)、电信网或其它网络传播的数字化信号。
在一个实施例中，传播信号是在一段时间内通过传播介质传输的信号，例如在毫秒、秒、分钟或更长的时段内通过网络以分组发送的软件应用的指令，在屏幕上被激活，并且例如通过将它们投影到绘制平面
(当绘制平面与屏幕平面不同时)。因此，轻挪(stroke)在以下意义上与用户交互(S1)相对应：其是根据用户通过该用户交互所勾画的内容推导出的。因此，在某种意义上，轻挪是用户通过用户交互(S1)勾画的。结果是，5个轻挪的定义完全是栩栩如生的，支持实际上在这里与图纸相对应(当支持是屏幕平面时，纸实际上是设计者正交地面对的)。
在另一实施例中，计算机程序产品CPP的计算机可读介质是计算机系统CL可以接收并读取的传播介质，例如通过接收传播介质并识别实现在传播介质中的传播信号，如上面针对计算机程序传播信号产品所描述的。
一般来讲，术语“载波介质”或暂时性载波涵盖前述暂时性信号、传播信号、传播介质、存储介质等。
虽然参考本发明的示例性实施例已经具体地示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以对其进行各种形式和细节上的改变，而不脱离本发明的由所述权利要求涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-在三维场景中提供所述三维建模对象；
-显示用于定义当前绘制平面的平面形状的图形工具PSGT；
-利用指向元件PE指向并激活所述平面形状的图形工具PSGT；
-检测在与所述平面形状的图形工具PSGT相关联的激活区域内所述指向元件PE的接触；
-如果所述接触在阈值时间段之前被释放，则修改所述绘制平面，包括旋转所述绘制平面和/或平移所述绘制平面，以及将所述平面定义成由所述平面形状的图形工具PSGT表示的所述当前绘制平面；
-如果所述接触被维持而不释放，持续等于或者超过所述阈值时间段的时间段，则：
-在不释放所述指向元件PE的情况下，使所述三维建模对象的一部分悬停；
-在释放所述指向元件PE时，选择所述三维建模对象的所述一部分；
-在所述指向元件的当前位置从所选择的对象提取绘制平面，并将所述平面定义成由所述平面形状的图形工具PSGT表示的所述当前绘制平面；以及
-在所述当前绘制平面中执行设计操作。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述平面形状的图形工具PSGT在被激活时转换成具有不同表示的选择图形工具SGT，直到所述指向元件PE释放为止。
3.如权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中，选择图形工具SGT是部分透明的。
4.如权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中，提取所述一部分的绘制平面并将所述平面定义成由所述平面形状的图形工具PSGT表示的所述当前绘制平面的步骤使用在所述指向元件的所述当前位置与所述对象垂直的平面。
5.一种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执行指令用于使得计算机系统执行如权利要求1到4中的任意一项所述的用于设计三维建模对象的方法。
6.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括用于使得系统进行如权利要求1到4中的任意一项所述的用于设计三维建模对象的方法的步骤的代码模块。
7.一种用于设计三维建模对象的装置，包括用于实现如权利要求1到4中的任意一项所述的用于设计三维建模对象的方法的步骤的模块。
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